[发明专利]基于JPEG2000和帧间补偿的无人机侦察图像通用压缩方法

摘要

本发明公开了一种基于JPEG2000和帧间补偿的无人机侦察图像通用压缩方法，属于数字图像压缩技术领域。对静态图像采用JPEG2000的标准进行压缩；对图像序列，根据无人机侦察模式和无人机图像序列的特点，对图像序列进行帧间补偿，得到有效压缩帧后，采用JPEG2000标准进行压缩编码，得到压缩码流。本发明用于无人机侦察静态图像和动态视频的通用压缩，有效地解决了目前分立压缩方法在无人机平台占用资源多、计算度复杂、压缩时间长的问题，压缩后静止图像以及侦察视频在主观质量评价较高的情况下，大大缩短了压缩时间，显著提高了对多源异类图像的压缩效率。

主权项

基于JPEG2000和帧间补偿的无人机侦察图像通用压缩方法，包括以下几个步骤：第一步，判断图像帧的类型，选择静态图像压缩或动态图像压缩；将图像帧分成I帧和P帧，静态图像是I帧，动态图像序列的第一帧为I帧，其余帧为P帧；如果是I帧图像，进入第五步；如果是P帧，进入第二步；第二步，获取飞行参数和摄像机参数；获取飞行参数多元集P：其中Vuav,Huav为飞机的飞行速度与高度；αuav,βuav为飞机的方位角与俯仰角；Vcam为云台相对于飞机运动的速度；γcam,λcam为摄像机的转动角与俯仰角；为摄像机视场角；I(w,h)为所获视频流的每帧图像的宽和高；fr为视频流的帧率；第三步，判断侦察模式，获取帧间运动矢量；将无人机侦察模式分为四类：跟踪详查模式、水平扫描模式、普查模式、搜索模式；对侦察模式进行判断，如果侦察模式为跟踪详查模式或搜索模式，则跳到第五步进行变换、量化、熵编码；若侦察模式为水平扫描模式或普查模式，则进行帧间运动矢量的计算；帧间运动矢量的计算，具体为：在无人机水平扫描模式下，根据P集参数，获取帧间运动矢量为：摄像机所拍摄地面范围的长度：两连续帧间的运动距离为：l＝Vuav/fr    (2)沿地面参照物水平分量为：lh＝l×cosαuav    (3)沿地面参照物垂直分量：lv＝l×sinαuav    (4)图像沿水平方向的分辨率为：dh＝s/w    (5)图像沿垂直方向的分辨率为：dv＝s/h    (6)水平方向的帧间运动矢量：i0＝lh/dh    (7)垂直方向的帧间运动矢量：j0＝lv/dv    (8)故帧间运动矢量为：d→g=(i0,j0)---(9)]]>在无人机普查模式下，没有垂直偏移量，故根据P集参数，获取帧间运动矢量为：水平方向的帧间运动矢量为：i0＝lh/dh，垂直方向的运动矢量为0，即帧间运动矢量为第四步，判断侦察模式，获取非重叠区域或抽取采样帧；具体为：(1)如果侦察模式为水平扫描模式，则根据帧间运动矢量，获取当前帧的非重叠区域，具体为：根据帧间运动矢量，计算得到相邻两帧图像的重叠区域：水平扫描模式下的帧间重叠区域为(w‑i0)×(h‑j0)；将当前帧和上一帧图像对应的重叠区域的像素值做差，其他区域不变，得到当前帧的非重叠区域；(2)如果侦察模式为普查模式，则计算帧间的重叠率和采样率，根据采样率抽取采样帧；帧间的重叠率为ro＝(w‑i0)/w，采样率为fs＝1/(1‑ro)/fr，每隔fs秒，采样一帧，即采样帧；第五步，进行变换、量化、熵编码；对静态图像、动态视频的非重叠区域或采样帧，根据JPEG2000标准，进行小波变换，然后对变换后的系数进行量化、熵编码，打包生成压缩码流。